Fulltext

Laminar Natural Convection of Newtonian and Non – Newtonian Fluids Inside Triangular Enclosure

انتقال الحرارة بالحمل الطبيعي الطباقي لموائع نيوتونية وغير نيوتونية في وسط مغلق مثلث الشكل

Ala′a Abbas Muhadi علاء عباس مهدي

Al-Khwarizmi Engineering Journal مجلة الخوارزمي الهندسية
ISSN: 18181171 23120789 Year: 2007 Volume: 3 Issue: 1 Pages: 63-93
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Abstract

In the present work, steady two – dimensional laminar natural convection heat transfer of Newtonian and non-Newtonian fluids inside isosceles triangular enclosure has been analyzed numerically for a wide range of the modified Rayleigh numbers of (103 ≤ Ra ≤ 105), with non-dimensional parameter (NE) of Prandtl – Eyring model ranging from (0 to 10), and modified Prandtl number take in the range (Pr* =1,10, and 100). Two types of boundary conditions have been considered. The first, when the inclined walls are heated with different uniform temperatures and the lower wall is insulated. The second, when the bottom wall is heated by applying a uniform heat flux while the inclined walls at the constant cold temperature. Also, the non-Newtonian fluids under consideration were assumed to obey the Prandtl – Eyring model..The results are presented in terms of isotherms and streamlines to show the behavior of the fluid flow and temperature fields. In addition, some graphics are presented the relation between average Nusselt number and the various parameters. The results show the effect of non – dimensional parameter (NE) on the velocity and temperature profiles. They also show that the average Nusselt number is a strong function of modified Rayleigh number, modified Prandtl number, non-dimensional parameter, and the boundary conditions. Four different correlations have been made to show the dependence of the average Nusselt number on the non-dimensional parameter, the modified Rayleigh and Prandtl numbers.

في هذا البحث, تم إجراء دراسة عددية لانتقال الحرارة بالحمل الطبيعي الطباقي المستقر ثنائي البعد لموائع نيوتونية وغير– نيوتونية في وسط مغلق مثلث الشكل ضمن مدى واسع لعدد رالي المحور (102 ≤ Ra ≤ 105 ) وللمقدار اللا بعدي للموديل الرياضي (Prandtl – Eyring) يمتد من (0.≤.NE≤ 10) ولعدد برانتل المحور أخذ في المدى (Pr* =1,10, and 100). افترض نوعان من الظروف الحدية. الأول, عندما تكون الجدران المائلة مسخنة إلى درجات حرارة مختلفة ومنتظمة والجدار السفلي معزول. الثاني, عندما يكون الجدار السفلي مسخن بمصدر حراري ثابت بينما الجدران المائلة عند درجة حرارة منخفضة وثابتة. كذلك افترض بأن سلوك الموائع غير– نيوتونية يخضع للموديل الرياضي (Prandtl – Eyring). تم تمثيل نتائج الدراسة بدلالة خطوط درجات الحرارة الثابتة وخطوط الانسياب لبيان سلوك درجة الحرارة والجريان في الحيز. بالإضافة إلى رسومات بيانية أخرى تمثل علاقة معدل عدد نسلت مع المتغيرات المذكورة أعلاه. إن الدراسة الحالية بينت تأثير المقدار اللا بعدي (NE) على السرعة ودرجة الحرارة. كذلك بينت إن عدد نسلت هو دالة قوية من عدد رالي المحور وعدد برانتل المحور والمقدار اللا.بعدي (NE) والظروف الحدية. تم إيجاد علاقات تقريبية تمثل اعتما دية معدل عدد نسلت على عدد رالي المحور وعلى عدد برانتل المحور والمقدار اللا بعدي (.(NE

Keywords

Natural Convection – Non-Newtonian Fluids – Triangular Enclosures - Finite Differences Method.